CN113774277B - 一种超低碳超低锰工业纯铁及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种超低碳超低锰工业纯铁，其组分及wt%为：C：≤0.002%，Mn：≤0.035%，Si：≤0.010%，Al：≤0.020%，P：≤0.015%，S：≤0.005%，Nb：≤0.030%，Ti：≤0.030%，Cu：≤0.020%，Cr：≤0.020%，Mo：≤0.020%，V：≤0.030%，N：≤0.0040%，T[O]≤0.008%；制备方法：铁水KR脱硫；转炉冶炼；钢包炉处理；常规连铸成坯。本发明通过铁水预处理KR脱硫，获得低硫铁水后兑入转炉，转炉冶炼通过一次倒渣，控制熔剂加入量、钢水温度、氧枪枪位、钢水中游离氧含量等一系列技术措施，可以使钢水获得碳含量≤0.002%、锰含量≤0.035%的高纯净度钢水，且工艺简单，成本低，完全满足制备钕铁硼磁性材料的需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业纯铁及制备方法，确切地属于超低碳超低锰工业纯铁及制备方法。
背景技术
本发明所述的超低碳超低锰工业纯铁是做钕铁硼磁性材料的原料，要求其质地特别软，韧性特别大，电磁性能好，具有高的感磁性及低的抗磁性能。其被广泛应用于电动机，磁性材料，核磁共振，磁选设备等方面。
经检索：
中国专利申请号为CN200710044143.2的文献，其公开了《一种超低碳高纯度工业纯铁及其制造方法》，其主要包括如下：重量百分配比的化学元素：C≤0.008％、Si≤0.05％、Mn≤0.05％、S≤0.002％、P≤0.005％、Al≤0.055％。将按照上述化学成分配比的原料经过电弧炉冶炼脱磷、硫，再通过AOD吹氧去碳，高温、高碱度脱硫，最后浇注钢锭。从而可以生产出纯度达到了99.5～99.7％。使用该纯铁使试制的马氏体时效钢达到国内最好水平，并且也提高了其他钢的性能如00Ni12Cr5Mo3AlTiVA，推动了高纯净钢的研制与开发。该文献采用电弧炉冶炼脱磷、硫，再通过AOD吹氧去碳。电炉炼钢原材料主要是废钢，如果冶炼纯铁对废钢的质量要求较高。电炉冶炼周期较长，为60分钟，而转炉冶炼周期为15分钟左右，效率高。转炉冶炼钢水纯净度远高于电炉。
中国专利申请号为CN200910158551.X的文献，公开了《一种生产工业纯铁的方法》，其包括以下步骤：转炉初炼，使用转炉进行初炼使铁水转化为钢水；钢包脱氧，将转炉中的钢水出钢到钢包中，并向钢包中加入铝，使钢水中的氧含量为大于0.04重量％至0.06重量％；加热脱氧，将钢包脱氧后的钢水加热到1620-1660，℃向钢包中加入铝，使钢水中的氧含量达到0.03-0.04重量％；真空脱气，在真空条件下对加热脱氧后的钢水进行脱气，至钢水中的碳含量达到0.03重量％以下，加入铝使钢水中的酸溶铝含量达到0.005-0.03重量％，并且相对于每吨钢水加入1-2千克硅铁。该文献成分体系含有[Si]，[Alt]，且没有说明转炉冶炼及炉外精炼获得超低[Mn]成分的炼钢方法。从其说明书实施例中可以看出：该文献钢水中含碳：0.020％，并不是本发明所述C：≤0.002％的超低碳工业纯铁，工业纯铁要求质地特别软，韧性特别大，组织均匀。而碳含量越高，越不利于钢的低温韧性，并易在钢中形成较严重的硬相偏析带，加剧钢的组织不均匀性。该文献说明书中指出向钢包中加入200千克硅铁，硅含量0.12％，并不是本发明所述Si：≤0.010％的低硅工业纯铁，硅含量高不利于铸坯表面质量，也不利于用户后期加工，本发明工业纯铁要求各成分元素越低越好，利于用户后期加工。
中国专利申请号为CN201110294878.7的文献，公开了一种《用转炉废渣粒铁冶炼工业纯铁的工艺》，其包括以下步骤：(1)原料准备：原料为转炉废渣粒铁，废渣粒铁含铁量大于65wt％；(2)采用碱性炉衬的中频感应炉或真空感应炉进行冶炼，炉衬采用氧化镁、氧化钙或三氧化二铝碱性耐材打结；(3)第一炉应采用含铁量大于90wt％的粒铁原料或添加大于20％的返回原料进行熔炼；出铁水时，采用留铁水操作，留铁水量15～50wt％，用于下一炉冶炼。(4)感应炉熔炼时，根据熔化速率连续补充加入原料粒铁，单位时间补充加入原料粒铁的公斤数小于等于单位时间炉料熔化的公斤数，V≤V熔；(5)燃氧枪助熔：采用燃氧枪助熔提高熔化速率；(6)在熔炼过程中，加入石灰或萤石调渣，换渣；炉渣碱度控制在2.5～3.5；总渣量根据磷、硫含量控制为总铁水量的20～30wt％；(7)除完全渣，并经检验磷残余元素达到GB/T9971-2004或订货标准范围后，加脱氧剂还原，还原时间20～30min。同时，造还原渣，搅拌去硫；然后二次除全渣；(8)真空提纯：真空度20000Pa以下，真空提纯时间15～30min；(9)真空取样，成份达标GB/T9971-2004或订货标准范围后进行出铁，温度控制在1600～1650。℃其存在的不足是：由于原料为转炉废渣粒铁且设备采用中频感应炉或真空感应炉进行冶炼，存在有局限性。
中国专利申请号为CN201110374986.5的文献，公开了《一种超纯度工业纯铁的制造方法》，其包括下列步骤：(1)将原料进行EAF冶炼：使用的渣系为CaO+CaF2，原料成分满足C 0.7～1.0wt％，P≤0.020wt％，S≤0.02wt％；在EAF冶炼的熔氧期：控制温度为1540～1570℃，直至C≤0.08wt％，P≤0.002wt％时完全扒渣，接着补加渣料后吹氧升温至≥1650℃，完全扒渣；在EAF冶炼的还原期：加入碳粉使C含量为0.15～0.25wt％，加入CaO和CaF2造白渣，满足CaO∶CaF2＝(2.5～5)∶(1～1.5)，当S≤0.006wt％时完全扒渣后出钢；(2)LF冶炼：使用的渣系为CaO+CaF2+CaC2，满足CaO∶CaF2∶CaC2＝(2.5～3.5)∶(0.5～1.5)∶(0.3～1.5)，吹氩气搅拌，当S≤0.0015wt％时出钢；(3)VD炉真空脱气；(4)出钢浇铸，得到的超纯度工业纯铁的成分为：C≤0.3wt％、Si≤0.05wt％、Mn≤0.05wt％、S≤0.001wt％、P≤0.003wt％、Al≤0.005wt％、Ti≤0.005wt％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。和本发明相比较，该文献采用EAF电弧炉冶炼，且需要3次完全扒渣，工艺复杂且成本较高。
中国专利申请号为CN201510079814.3的文献，公开了《一种生产工业纯铁方法》，其特征在于，包括以下生产步骤：氧气转炉-LF精炼-钢水扒渣-LF精炼-RH精炼-浇注；1)氧气转炉采用S≤0.001％的铁水，全铁冶炼，冶炼过程加入石灰；出钢温度控制在1670-1690℃，氧值控制在600-900ppm，终点C控制在0＜C≤0.04％，P控制在0＜P≤0.015％，沸腾出钢；2)LF炉精炼采用白灰和萤石进行造渣脱P，扒渣前P控制在0＜P≤0.002％；经扒渣后，加入铝线段和白灰造还原渣脱S，搬出S控制在0＜S≤0.001％，顶渣FeO+MnO控制在0＜(FeO+MnO)≤1.5％；3)RH精炼，根据LF炉搬出C、Als成分确定脱碳吹氧量，脱碳终点C控制在0＜C≤0.001％，然后进行镇静脱氧，并通过循环+弱吹两种方式降低钢中T[O]含量，达到0＜T[O]≤20ppm。和本发明相比较，该文献转炉冶炼采用全铁，不加废钢，成本高，且没有说明转炉三阶段冶炼控制参数及炉外精炼获得超低[Mn]成分的炼钢方法。LF脱磷且要扒渣，工艺复杂，成本较高。
中国专利申请号为CN201510982518.4的文献，公开了《一种超纯度工业纯铁的制造方法》，其包括如下步骤：(1)EBT冶炼；(2)LF冶炼；(3)VD炉真空脱气；(4)浇铸。该制造方法通过在LF冶炼步骤中采用渣系CaO+CaF2+CaC2和镧铈合金进行脱氧、脱硫，将各杂质元素含量控制在技术要求范围之内。本发明制得的超纯度工业纯铁更加纯净，硫含量可控制为低于0.0008wt％，残余元素含量小于0.08wt％，可生产更加优质的二次硬化钢、高级叶片钢和不锈钢。主权项：一种超纯度工业纯铁的制造方法，其特征在于，该超纯度工业纯铁按重量百分比由如下成分组成：C≤0.3wt％、Si≤0.05wt％、Mn≤0.05wt％、S≤0.0008wt％、P≤0.003wt％、Al≤0.005wt％、Ti≤0.005wt％，La：0.002～0.005％、Ce：0.003～0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质；所述制造方法依次包括EBT冶炼、LF冶炼、VD炉真空脱气以及浇铸步骤，其中：在所述LF冶炼步骤的深脱硫处理阶段，使用CaO+CaF2+CaC2渣系进行重新造渣，当S≤0.0015wt％时，添加镧铈合金进一步脱氧脱硫，直到S≤0.0008wt％时出钢。该文献既采用EBT电炉冶炼，且加镧铈合金进行脱氧、脱硫。
发明内容
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种碳含量≤0.002％、锰含量≤0.035％的工业纯铁的制备方法。
实现上述目的的措施：
一种超低碳超低锰工业纯铁，其化学成分及重量百分比含量为：C：≤0.002％，Mn：≤0.035％，Si：≤0.010％，Al：≤0.020％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Nb：≤0.030％，Ti：≤0.030％，Cu：≤0.020％，Cr：≤0.020％，Mo：≤0.020％，V：≤0.030％，N：≤0.0040％，T[O]≤0.008％，余量为Fe及不可避免的夹杂。
优选地：以下所述的化学成分及重量百分比含量为：C：≤0.0015％，Mn：≤0.020％，Si：≤0.005％，P：≤0.012％，S：≤0.004％，Cu：≤0.012％，N：≤0.0035％，T[O]≤0.005％。
制备一种超低碳超低锰工业纯铁的方法，其步骤：
1)经铁水KR脱硫：进行两次以上扒渣处理，且要求每两次扒后渣之间停留时间不少于8min；裸露面不低于90％；脱硫后铁水中S≤0.001％；铁水占比在86～87％，其余为低硫废钢；
2)进行转炉冶炼,此期间按照以下三阶段进行：
第一阶段：自吹炼开始至冶炼到占总冶炼时长的30％止，在此阶段，控制氧枪枪位高度在2.3～2.4m；
按照14.8～18.5kg/吨钢加入活性石灰，按照14.2～18.2kg/吨钢加入轻烧白云石；本段结束时钢水温度控制在1320～1350℃；采取双渣法，倒一次渣；
第二阶段：自第一阶段结束至冶炼到占总冶炼时长的85％止，在此阶段，控制氧枪枪位高度在2.0～2.2m；按照18.0～21.8kg/吨钢加入活性石灰；当吹炼至本阶段结束时，钢水温度控制在1520～1550℃，钢水中C含量控制在0.4～0.6％；
第三阶段：自第二阶段结束至吹炼终点：在此阶段：控制氧枪枪位高度在1.9～2.0m；按照4.0～5.0kg/吨钢加入球团矿石；吹炼至终点时，钢水温度控制在1600～1620℃，钢水中C含量控制在≤0.035％，控制钢水中游离氧含量控制在0.0500～0.0800％；进行出钢，出钢时采取双挡渣模式且严禁转炉出钢下渣；
3)进行钢包炉处理：在钢包中按照2.0～3.0kg/吨钢加入活性石灰；总处理时间控制在30～50min，总加热时间控制在15～30min，钢包炉处理结束时：钢水中游离氧含量控制在0.0550～0.0850％，钢水温度控制在1620～1630℃，并使钢水中的Mn含量降低0.008～0.015％；
4)进行真空炉脱碳处理：此阶段：采用顶枪吹氧降低钢水中Mn含量0.005％-0.010％；吹氧量按照1.0～1.8Nm3/吨钢控制；控制真空纯脱气时间不低于8min，真空循环时间控制在20～28min，真空度控制在≤50Pa；真空处理结束时：温度控制在1581～1591℃，经采用铝粒脱氧后钢水中自由氧含量控制在0.0010～0.0020％，控制钢水中全氧T[O]≤0.0050％，处理结束C≤0.0010％；真空处理结束后按照0.7～1.1kg/吨钢加入40Al改质剂；
5)按常规连铸成坯。
本发明中各元素及主要工艺的作用及机理
碳(C)：工业纯铁要求质地特别软，韧性特别大，组织均匀。而碳含量越高，越不利于钢的低温韧性，同时易在钢种形成较严重的硬相偏析带，加剧钢的组织不均匀性，因此本发明工业纯铁要求碳含量越低越好，所以要求C≤0.002％，优选的C≤0.0015％。
锰(Mn)：由于本发明工业纯铁是做钕铁硼磁性材料的原料纯铁，钕铁硼的磁性是一项重要指标，而Mn元素是反铁磁性元素，所以Mn元素含量越低越好，所以要求Mn≤0.035％，优选地Mn含量≤0.020％。
硅(Si)：在本发明中，该元素如含量超过所限定的上限值时，不利于表面质量，所以要求Si元素含量≤0.010％，优选的Si≤0.005％。
磷、硫(P、S)：磷易导致钢的冷脆；硫易引起热脆；因此应尽量降低钢中的磷、硫的含量。
本发明之所以进行两次及以上扒渣处理，且要求每两次扒后渣之间停留时间不少于8min；裸露面不低于90％；脱硫后铁水中S≤0.001％；铁水占比在86～87％，其余为低硫废钢,是充分利用铁水预处理脱硫，扒渣干净。扒渣后停留时间不少于8min是为了脱硫后铁渣充分上浮利于扒渣去除干净。裸露面不低于90％也是为了扒渣干净。脱硫后铁水中S≤0.001％，铁水占比在86～87％，废钢采用低硫废钢，硫含量≤0.020％，由于充分脱硫后的低硫铁水占比高，废钢占比少，都是为了保证最终钢水成分硫含量≤0.005％，后面精炼工序无法继续脱硫，全依靠铁水脱硫和低硫废钢控制硫成分。如果超出所限定的范围，则最终钢水硫含量会超标。
本发明之所以在转炉冶炼期间按照以下三阶段进行：
第一阶段：自吹炼开始至冶炼到占总冶炼时长的30％止，在此阶段，控制氧枪枪位高度在2.3～2.4m；按照14.8～18.5kg/吨钢加入活性石灰，按照14.2～18.2kg/吨钢加入轻烧白云石；本段结束时钢水温度控制在1320～1350℃；采取双渣法，倒一次渣；
第二阶段：自第一阶段结束至冶炼到占总冶炼时长的85％止，在此阶段，控制氧枪枪位高度在2.0～2.2m；按照18.0～21.8kg/吨钢加入活性石灰；当吹炼至本阶段结束时，钢水温度控制在1520～1550℃，钢水中C含量控制在0.4～0.6％；
第三阶段：自第二阶段结束至吹炼终点：在此阶段：控制氧枪枪位高度在1.9～2.0m；按照4.0～5.0kg/吨钢加入球团矿石；吹炼至终点时，钢水温度控制在1600～1620℃，钢水中C含量控制在≤0.035％，控制钢水中游离氧含量控制在0.0500～0.0800％；
本发明要求钢水获得极低的锰含量，[Mn]≤0.035％，而一般铁水[Mn]≥0.20％，所以必须依靠转炉冶炼去除锰。锰的高温挥发性较大，当其含量高时，能在气相中氧化，但由于它的氧化产物均相形核有困难，炼钢过程中主要的反应发生在钢渣界面上。钢液中锰的氧化分直接氧化和间接氧化两种方式：
直接氧化反应：[Mn]+1/2[O2]＝(MnO)
间接氧化反应：[Mn]+[O]＝(MnO)，其中[O]为(FeO)＝[Fe]+[O]；
如上述第一阶段，按照14.8～18.5kg/吨钢加入活性石灰，按照14.2～18.2kg/吨钢加入轻烧白云石，是为了转炉冶炼初期尽快造碱性渣。然而在碱性渣气氛中，在高(MnO)和高温度的条件下会发生锰的还原。温度越高，还原出来的锰量越大，即“余锰”量越高，所以第一阶段钢水温度控制在1320～1350℃，温度不宜过高。在(FeO)和温度一定时，(MnO)量越高，还原出来的锰量也越高，为了避免渣中的锰还原至钢水中，所以采取双渣法，倒一次渣，将渣倒出至渣罐中，可以最大限度地减少渣中的锰还原至钢水中导致锰高。
转炉冶炼过程中锰的还原主要取决与钢渣中锰的分配比，影响锰分配比的主要因素为：炉渣中自由(MnO)的含量、终点温度、熔渣中(FeO)含量、炉渣渣量等.在转炉冶炼过程中减小锰的还原和降低钢渣中锰的分配系数，主要通过改变影响其分配系数的相关因素来实现，主要为：
(1)降低出钢温度。降低出钢温度有利于(MnO)的氧化，可降低余锰含量。所以在第二阶段钢水温度控制在1520～1550℃，在第三阶段钢水温度控制在1600～1620℃，远低于普通铝镇静钢平均钢水温度1660℃的水平。
(2)降低炉渣碱度。炉渣中碱度的降低，使渣中(CaO)含量能够一直保持在较低的状态，可以降低自由态的(MnO)的浓度，从而降低钢水中的锰含量。所以在第一阶段造渣完倒完渣后，第二阶段补加石灰量不宜过高，也不宜过低，过低则脱磷效果差不能满足对钢水磷成分的要求。所以第二阶段按照18.0～21.8kg/吨钢加入活性石灰，不加轻烧白云石。后面不再加造渣熔剂。
(3)提高渣中(FeO)含量。渣中(FeO)含量的提高，将促使Mn→MnO的反应进行，降低钢水中的锰含量。枪位的控制，转炉吹炼前期无论是化渣脱磷，还是锰的氧化，都需要较高的(FeO)，因此在第一阶段控制氧枪枪位高度在2.3～2.4m，比常规冶炼时该阶段的枪位提高了0.1m～0.2m。转炉吹炼第二阶段由于锰在前期大量氧化，为了保持MnO具有较高的自由状态，控制吹炼第二阶段渣返干现象，促进锰的氧化，抑制(MnO)还原，因此比常规冶炼时该阶段的枪位，提高氧枪枪位高度0.2～0.3m，控制氧枪枪位高度在2.0～2.2m。转炉吹炼第三阶段，碳氧化减小，铁氧化增加、钢水温度增加。(FeO)有利于促进锰的继续氧化，因此吹炼后期要提高(FeO)含量。控制氧枪枪位高度在1.9～2.0m。比常规冶炼时该阶段的枪位提高0.1m～0.2m。另外第三阶段按照4.0～5.0kg/吨钢加入球团矿石，也是为了提高渣中的(FeO)含量。
(4)降低终点碳含量。提高转炉终点氧值，降低转炉终点碳含量，可降低转炉终点钢水锰含量。所以第三阶段在转炉冶炼终点时，钢水中C含量控制在≤0.035％，控制钢水中游离氧含量在0.0500～0.0800％。终点氧值如果低了氧化性不足，不利于降低转炉终点钢水锰含量，终点氧值如果高了，钢水过氧化，会使得钢水中的氮含量高，同时也会加速转炉耐材的侵蚀。
本发明之所以在钢包中按照2.0～3.0kg/吨钢加入活性石灰；总处理时间控制在30～50min，总加热时间控制在15～30min，钢包炉处理结束时：钢水中游离氧含量控制在0.0550～0.0850％，钢水温度控制在1620～1630℃,是由于如前述转炉出钢温度较低，钢包炉的主要目的是电极加热升温钢水，满足真空处理钢水的温度需要。钢包炉处理过程中按照2.0～3.0kg/吨钢加入活性石灰，是为了造埋弧渣，利于钢包炉电极加热升温，总处理时间控制在30～50min，总加热时间控制在15～30min，主要是依据在满足升温的前提下，处理时间不宜过长，避免钢包炉处理钢水时增氮超标，同时生产节奏也不允许钢包炉时间过长。钢水中游离氧含量控制在0.0550～0.0850％，钢水温度控制在1620～1630℃，是为了后工序真空精炼处理钢水时温度及真空深脱碳的需要。
本发明之所以真空炉脱碳处理：此阶段：采用顶枪吹氧降低钢水中Mn含量0.005％-0.010％；吹氧量按照1.0～1.8Nm3/吨钢控制；控制真空纯脱气时间不低于8min，真空循环时间控制在20～28min，真空度控制在≤50Pa；真空处理结束时：温度控制在1581～1591℃，经采用铝粒脱氧后钢水中自由氧含量控制在0.0010～0.0020％，控制钢水中全氧T[O]≤0.0050％，处理结束C≤0.0010％；真空处理结束后按照0.7～1.1kg/吨钢加入40Al改质剂,是由于采用顶枪吹氧降低钢水中Mn含量0.005％-0.010％；吹氧量按照1.0～1.8Nm3/吨钢控制；是为了真空处理进一步降低钢水中的锰含量，真空采取吹氧，使钢水中的锰直接产生氧化反应：[Mn]+1/2[O2]＝(MnO)，从而进一步降低锰含量。因为本发明所述工业纯铁对钢水纯净度较高，要求钢水中的碳含量C≤0.002％，优选的C≤0.0015％，必须深脱碳处理，控制真空纯脱气时间不低于8min，真空循环时间控制在20～28min，真空度控制在≤50Pa；是为了去除钢水中的有害气体及杂质，提高钢水纯净度，也是真空深脱碳处理的关键，真空度越低，脱碳时间越长，则脱碳效果越好。真空处理结束时：温度控制在1581～1591℃，是为了满足连铸浇铸温度。经采用铝粒脱氧后钢水中自由氧含量控制在0.0010～0.0020％，由于采取铝脱氧，钢水中的铝含量和自由氧含量是相反对应关系，要获得超低铝则自由氧含量不能低于0.0010％，而自由氧含量高于0.0020％，连铸浇铸过程中又容易产生气孔。控制钢水中全氧T[O]≤0.0050％，处理结束C≤0.0010％；是因为T[O]是衡量钢水纯净度的一项指标，T[O]值高说明钢水纯净度低，所以要求该值越低越好。真空处理结束C越低，则成品的C含量就越低.真空处理结束后按照0.7～1.1kg/吨钢加入40Al改质剂，是渣脱氧改质，减少浇铸过程中渣向钢水中传递氧，从而提高钢水纯净度。
本发明与现有技术相比，通过铁水预处理KR脱硫，获得低硫铁水后兑入转炉，转炉冶炼通过一次倒渣，控制熔剂加入量、钢水温度、氧枪枪位、钢水中游离氧含量等一系列技术措施，可以使钢水获得碳含量≤0.002％、锰含量≤0.035％的高纯净度钢水，且工艺简单，成本低，完全满足制备钕铁硼磁性材料的需要。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
表1为本发明各实施例与对比例的组分取值列表；
表2为本发明各实施例与对比例工艺参数取值；
表3为本发明各实施例与对比例实验结果列表。
本发明各实施例均按以下步骤生产：
1)经铁水KR脱硫：进行两次以上扒渣处理，且要求每两次扒后渣之间停留时间不少于8min；裸露面不低于90％；脱硫后铁水中S≤0.001％；铁水占比在86～87％，其余为低硫废钢；
2)进行转炉冶炼,此期间按照以下三阶段进行：
第一阶段：自吹炼开始至冶炼到占总冶炼时长的30％止，在此阶段，控制氧枪枪位高度在2.3～2.4m；
按照14.8～18.5kg/吨钢加入活性石灰，按照14.2～18.2kg/吨钢加入轻烧白云石；本段结束时钢水温度控制在1320～1350℃；采取双渣法，倒一次渣；
第二阶段：自第一阶段结束至冶炼到占总冶炼时长的85％止，在此阶段，控制氧枪枪位高度在2.0～2.2m；按照18.0～21.8kg/吨钢加入活性石灰；当吹炼至本阶段结束时，钢水温度控制在1520～1550℃，钢水中C含量控制在0.4～0.6％；
第三阶段：自第二阶段结束至吹炼终点：在此阶段：控制氧枪枪位高度在1.9～2.0m；按照4.0～5.0kg/吨钢加入球团矿石；吹炼至终点时，钢水温度控制在1600～1620℃，钢水中C含量控制在≤0.035％，控制钢水中游离氧含量控制在0.0500～0.0800％；进行出钢，出钢时采取双挡渣模式且严禁转炉出钢下渣。
3)进行钢包炉处理：在钢包中按照2.0～3.0kg/吨钢加入活性石灰；总处理时间控制在30～50min，总加热时间控制在15～30min，钢包炉处理结束时：钢水中游离氧含量控制在0.0550～0.0850％，钢水温度控制在1620～1630℃，并使钢水中的Mn含量降低0.008～0.015％；
4)进行真空炉脱碳处理：此阶段：采用顶枪吹氧降低钢水中Mn含量0.005％-0.010％；吹氧量按照1.0～1.8Nm3/吨钢控制；控制真空纯脱气时间不低于8min，真空循环时间控制在20～28min，真空度控制在≤50Pa；真空处理结束时：温度控制在1581～1591℃，经采用铝粒脱氧后钢水中自由氧含量控制在0.0010～0.0020％，控制钢水中全氧T[O]≤0.0050％，处理结束C≤0.0010％；真空处理结束后按照0.7～1.1kg/吨钢加入40Al改质剂；
5)按常规连铸成坯。
表1本发明各实施例及对比例的化学成分取值列表(wt％)
表2本发明各实施例及对比例的主要炼钢工艺参数取值列表
注：所述低硫废钢硫含量≤0.020％，普通废钢硫含量≤0.050％
续表2-1
续表2-2本发明各实施例及对比例的主要炼钢工艺参数列表
以上实施例仅为最佳例举，并非为本发明技术方案的全部。
Claims (3)
1.一种超低碳超低锰工业纯铁，其组分及重量百分比含量为：其化学成分及重量百分比含量为：C：≤0.002%，Mn：≤0.035%，Si：≤0.010%，Al：≤0.020%，P：≤0.015%，S：≤0.005%，Nb：≤0.030%，Ti：≤0.030%，Cu：≤0.020%，Cr：≤0.020%，Mo：≤0.020%，V：≤0.030%，N：≤0.0040%，T[O]≤0.008%，余量为Fe及不可避免的夹杂；制备方法：
1）经铁水KR脱硫：进行两次以上扒渣处理，且要求每两次扒后渣之间停留时间不少于8min；裸露面不低于90%；脱硫后铁水中S≤0.001%；铁水占比在86~87%，其余为低硫废钢；
2）进行转炉冶炼,此期间按照以下三阶段进行：
第一阶段：自吹炼开始至冶炼到占总冶炼时长的30%止，在此阶段，控制氧枪枪位高度在2.3～2.4m；
按照14.8～18.5kg/吨钢加入活性石灰，按照14.2～18.2kg/吨钢加入轻烧白云石；本段结束时钢水温度控制在1320～1350℃；采取双渣法，倒一次渣；
第二阶段：自第一阶段结束至冶炼到占总冶炼时长的85%止，在此阶段，控制氧枪枪位高度在2.0～2.2m；按照18.0～21.8kg/吨钢加入活性石灰；当吹炼至本阶段结束时，钢水温度控制在1520～1550℃，钢水中C含量控制在0.4～0.6%；
第三阶段：自第二阶段结束至吹炼终点：在此阶段：控制氧枪枪位高度在1.9～2.0m；按照4.0～5.0kg/吨钢加入球团矿石；吹炼至终点时，钢水温度控制在1600～1620℃，钢水中C含量控制在≤0.035%，控制钢水中游离氧含量控制在0.0500～0.0800%；进行出钢，出钢时采取双挡渣模式且严禁转炉出钢下渣；
3） 进行钢包炉处理：在钢包中按照2.0～3.0kg/吨钢加入活性石灰；总处理时间控制在30～50min，总加热时间控制在15～30min，钢包炉处理结束时：钢水中游离氧含量控制在0.0550～0.0850%，钢水温度控制在1620～1630℃，并使钢水中的Mn含量降低0.008～0.015%；
4）进行真空炉脱碳处理：此阶段：采用顶枪吹氧降低钢水中Mn含量0.005%-0.010%；吹氧量按照1.0～1.8Nm3/吨钢控制；控制真空纯脱气时间不低于8min，真空循环时间控制在20～28min，真空度控制在≤50Pa；真空处理结束时：温度控制在1581～1591℃，经采用铝粒脱氧后钢水中自由氧含量控制在0.0010～0.0020%，控制钢水中T[O]≤0.0050%， C≤0.0010%；真空处理结束后按照0.7～1.1kg/吨钢加入40Al改质剂；
5）按常规连铸成坯。
2.如权利要求1所述的一种超低碳超低锰工业纯铁，其特征在于： 以下所述的化学成分及重量百分比含量为：C：≤0.0015%，Mn：≤0.020%，Si：≤0.005%，P：≤0.012%，S：≤0.004%，Cu：≤0.012%，N：≤0.0035%，T[O]≤0.005%。
3.一种超低碳超低锰工业纯铁的制备方法，其步骤：
1）经铁水KR脱硫：进行两次以上扒渣处理，且要求每两次扒后渣之间停留时间不少于8min；裸露面不低于90%；脱硫后铁水中S≤0.001%；铁水占比在86~87%，其余为低硫废钢；
2）进行转炉冶炼,此期间按照以下三阶段进行：
第一阶段：自吹炼开始至冶炼到占总冶炼时长的30%止，在此阶段，控制氧枪枪位高度在2.3～2.4m；
按照14.8～18.5kg/吨钢加入活性石灰，按照14.2～18.2kg/吨钢加入轻烧白云石；本段结束时钢水温度控制在1320～1350℃；采取双渣法，倒一次渣；
第二阶段：自第一阶段结束至冶炼到占总冶炼时长的85%止，在此阶段，控制氧枪枪位高度在2.0～2.2m；按照18.0～21.8kg/吨钢加入活性石灰；当吹炼至本阶段结束时，钢水温度控制在1520～1550℃，钢水中C含量控制在0.4～0.6%；
第三阶段：自第二阶段结束至吹炼终点：在此阶段：控制氧枪枪位高度在1.9～2.0m；按照4.0～5.0kg/吨钢加入球团矿石；吹炼至终点时，钢水温度控制在1600～1620℃，钢水中C含量控制在≤0.035%，控制钢水中游离氧含量控制在0.0500～0.0800%；进行出钢，出钢时采取双挡渣模式且严禁转炉出钢下渣；
3） 进行钢包炉处理：在钢包中按照2.0～3.0kg/吨钢加入活性石灰；总处理时间控制在30～50min，总加热时间控制在15～30min，钢包炉处理结束时：钢水中游离氧含量控制在0.0550～0.0850%，钢水温度控制在1620～1630℃，并使钢水中的Mn含量降低0.008～0.015%；
4）进行真空炉脱碳处理：此阶段：采用顶枪吹氧降低钢水中Mn含量0.005%-0.010%；吹氧量按照1.0～1.8Nm3/吨钢控制；控制真空纯脱气时间不低于8min，真空循环时间控制在20～28min，真空度控制在≤50Pa；真空处理结束时：温度控制在1581～1591℃，经采用铝粒脱氧后钢水中自由氧含量控制在0.0010～0.0020%，控制钢水中T[O]≤0.0050%， C≤0.0010%；真空处理结束后按照0.7～1.1kg/吨钢加入40Al改质剂；
5）按常规连铸成坯；
所述一种超低碳超低锰工业纯铁，其组分及重量百分比含量为：其化学成分及重量百分比含量为：C：≤0.002%，Mn：≤0.035%，Si：≤0.010%，Al：≤0.020%，P：≤0.015%，S：≤0.005%，Nb：≤0.030%，Ti：≤0.030%，Cu：≤0.020%，Cr：≤0.020%，Mo：≤0.020%，V：≤0.030%，N：≤0.0040%，T[O]≤0.008%，余量为Fe及不可避免的夹杂。
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